laporan peragian alkoholik

PERAGIAN ALKOHOLIK

I.                   Tujuan

Untuk mengetahui proses permentasi glukosa menjadi alkohol gan CO₂

II.                Prinsip

Berdasarkan reaksi-reaksi enzimatik dan pemecahan glukosa

III.             Reaksi

C₆H₁₂O₆                           2CO₂ + 2C₂H₅OH + 2NADH₂ + energy

a.       Gula (C₆H₁₂O₆)                       Asam Piruvat (glikolisis)

b.      Dekarboksilasi asam piruvat

Asam piruvat               asetildehid + CO₂

Piruvat dekarboksilasi (CH₅CHO)

c.       Asetildehid dealkohol dehidrogenase diubah menjadi alkohol (etanol)

2CH₃CHO + 2NAOH₂               2C₂H₃OH + 2NAD

                                                alkohol dehodrogenase enzim

\

IV.             Teori

Fermentasi merupakan aktivitas mikroorganisme untuk memperoleh energi melalui pemecahan substrat atau katabolisme yang diperlukan untuk proses metabolisme dan pertumbuhannya. Adapun pengertian dari peragian alkoholik itu sendiri yaitu suatu proses pengubahan glukosa menjadi alkohol dan gas karbondioksida melalui suatu rangkaian reaksi enzimatik yang terdapat pada ragi, ragi yang digunakan dalam percobaan ini yaitu Saccharomyces cerevisiae.  

Percobaan peragian alkoholik ini bertujuan untuk mengetahui pengaruh suhu dan pengaruh zat penghambat atau inhibitor terhadap proses peragian alkoholik, untuk mengetahui adanya alkohol (etanol) melalui uji iodoform pada proses peragian alkoholik, untuk mengetahui cara kerja enzim akibat adanya denaturasi serta untuk mengetahui pengaruh penambahan natrium hidroksida terhadap gas karbondioksida yang dihasilkan dari proses peragian alkoholik.

Prinsip yang mendasari percobaan ini yaitu berdasarkan reaksi glikolisi, dimana glukosa di ubah menjadi dua molekul piruvat melalui 10 tahapan reaksi enzimatik.Pada tahapan reaksi enzimatik ini terbagi menjadi dua tahap, pada tahap pertama glukosa akan di ubah menjadi gliseraldehid 3-fosfat dan pada tahap kedua griseraldehid 3-fosfat yang terbentuk pada tahap pertama akan di ubah menjadi dua molekul piruvat. Selain itu, prinsip yang mendasari percobaan ini yaitu berdasarkan reksi dekarboksilasi piruvat, di mana piruvat di ubah menjadi asetaldehid dan karbondioksida dengan bantuan enzim piruvat dekarboksilase dan berdasarkan reaksi dehidrogenasi asetaldehid, di mana asetil dehid akan di ubah menjadi alkohol (etanol) dengan bantuan enzim alkohol dehirogenase. 

Proses peragian alkoholik sangat dipengaruhi oleh kerja enzim untuk mengubah glukosa menjadi alkohol. Enzim adalah substansi yang dihasilkan oleh sel-sel hidup dan berperan sebagai katalisator pada reaksi kimia yang berlangsung dalam organisme. Adapun faktor-faktor yang mempengaruhi kerja enzim yaitu konsentrasi enzim, konsentrasi substrat, suhu, pH dan inhibitor atau zat penghambat. Fungsi enzim adalah sebagai katalisator, oleh karena itu enzim memerlukan kondisi yang optimum dalam melakukan aktivitasnya. Inhibitor terbagi menjadi dua, yaitu inhibitor reversible dan inhibitor irreversible.

Inhibitor reversible yaitu suatu zat penghambat yang dapat dihilangkan dengan meggeseser kesteimbangan,  inhibitor reversible di bagi lagi menjadi dua yaitu inhibitor kompetitif dan inhibitor nonkompetitif. Inhibitor kompetitif dimana zat penghambat memiliki stuktur yang sama dengan substrat dan zat penghambat tersebut akan masuk pada sisi aktif enzim, dan merusak bagian sisi aktif enzim, sehingga substrat tidak dapat bereaksi dengan enzim. contoh dari inhibitor kompetitif yaitu anion malonat yang menghambat enzim dehidrogenase suksinat.

Inhibitor nonkometitif dimana zat penghambat tidak memiliki struktur yang sama dengan substrat, akan tetapi zat penghambat ini akan menempel pada bagian enzim yang dapat merusak bagian aktif enzim, sehingga mengakibatkan substrat tidak dapat bereaksi dengan enzim. contoh dari inhibitor nonkompetitif yaitu dehidratase treonin dihambat oleh isoleusin, antibiotik penisilin menghambat kerja enzim penyusun dinding sel bakteri. Inhibitor irreversible disebabkan karena terjadinya proses destruksi atau modifikasi gugus fungsi yang terdapat pada enzim. contoh inhibitor irreversible yaitu senyawa diisoprofilfluorofosfat (DFP) menghambat enzim asetilkolinesterase yang penting dalam transmisi implus syaraf. Iodoasetamida yang dapat bereaksi dengan enzim yang memiliki gugus SH. Sifat-sifat enzim yaitu kecepatan reaksi yang dikatalis oleh enzim sangat tinggi, enzim bersifat spesifik untuk reaksi tertentu, tidak ada produk samping yang terbentuk pada reaksi enzim, reaksi enzim bersifat reversible, enzim yang digunakan untuk suatu reaksi dapat digunakan sedikit mungkin.

Dalam percobaan ini digunakan larutan makanan yang mengandung gula, ammonium sulfat, dan buffer asetat. fungsi dari gula yaitu sebagai substrat dan sebagai sumber energi karbon. ammonium sulfat berfungsi sebagai sumber nitrogen anorganik yang digunakan sebagai sumber makanan, sedangkan buffer asetat berfungsi sebagai larutan penyangga agar pH dari medium tetap optimum. Digunakan pH 5,6 karena merupakan pH optimum. jika di atas pH 5,6 dikhawatirkan enzim akan terdenaturasi. Selain itu digunakan air yang berfungsi sebagai sumber mineral, pelarut dan menghomogenkan substrat. Suspensi ragi merupakan penghasil mikroba sacharomyces cerevisiae, merupakan mikroba yang terdapat pada roti. mikroba ini memiliki 10 enzim yang berperan dalam proses glikolisis.

Pada dasarnya metabolisme glukosa dapat dibagi dalam dua bagian yaitu yang tidak menggunakan oksigen atau anaerob dan yang menggunakan oksigen atau aerob. Reaksi anaerob terdiri atas serangkaian reaksi yang mengubah glukosa menjadi asam laktat. Proses ini disebut glikolisis. Tiap reaksi dalam proses glikolisis ini menggunakan enzim tertentu, misalnya seperti enzim heksokinase, fosfoheksoisomerase, fosfofruktokinase, enolase, laktat dehidrogenase, piruvat kinase, fosfogliseril kinase, dan lain-lain. Enzim yang mengkatalis reaksi dalam tahapan glikolisis dijumpai di sitoplasma sel. reaksi glikolisis terjadi didalam sitosol. Pada tahap pertama, glukosa dikonversi menjadi fruktosa 1,6-bifosfat melalui reaksi fosforilasi, isomerasi, dan fosforilasi kedua. Dua molekul ATP dipakai per molekul glukosa pada reaksi-reaksi ini. Pada tahap kedua, fruktosa 1,6 difosfat dipecah oleh aldolase membentuk dihrosiaseton fosfat dan gliserildehida 3-fosfat, yang dengan mudah mengalami interkonvensi. Gliseraldehida 3-fosfat kemudian mengalami oksidasi dan fofforilasi membentuk 1-3-bisfosfogliserat, suatu asetil fosfat dengan potensi transfer fosforil yang tinggi. 3-fosfogliserat kemudian terbentuk dan ATP dihasilkan. Pada tahap akhir glikolisis, fosfoenolpiruvat, zat antara kedua dengan potensi transfer yang tinggi, dibentuk melalui pergeseran fosforil dan dehidrasi. ATP lainnya dihasilkan sewaktu fosfienolpiruvat dikonnversi menjadi piruvat.

Pada ragi asam piruvat didekarboksilasi (sebuah CO₂ dikeluarkan) sebelum direduksi oleh NADH. Hasilnya ialah sebuah molekul CO₂ dan sebuah molekul etanol (sebenarnya masing-masing dua molekul untuk setiap molekul glukosa yang difermentasi).

C₆H₁₂O_{6             ------>}               2C₂H₅OH    +    2CO₂

                          Glukosa                                Etanol

jalur glikolisis mempunyai peran ganda: degradasi glukosa untuk menghasilkan ATP, dan memberikan unit-unit penyusun untuk sintesis komponen-komponen sel. Kecepatan konversi glukosa piruvat diatur sesuai dengan dua keperluan utama sel ini. Pada reaksi fisiologis, reaksi-reaksi glikolisis dengan mudah reversible kecuali reaksi-reaksi yang dikalisis oleh heksokinase, fosfofruktokinase, dan piruvat kinase. Fosfofruktokinase, elemen pengontrol terpenting pada glikolisis, dihambat oleh kadar tinggi ATP dan sitrat, dan diaktifkan oleh AMP dan fruktosa 2,6 bifosfat. Pada hati, bifosfat menandakan bahwa glukosa berlimpah. Karenanya, fosfofruktokinase aktif bila diperlukan energy atau unit-unit penyusun. Hisokinase dihambat oleh glukosa 6-fosfat, yang berakumulasi bila fosfofruktokinase aktif. Piruvat kinase situs pengontrol lainnya, secara alosterik dihambat oleh ATP dan alanin, dan diaktif oleh fruktosa 1,6 bifosfat. Akibatnya, piruvat kinase aktif maksimal bila muatan energy rendah dan zat-zat ntara glikolisis menumpuk. Piruvat kinase, seperti enzim bifungsi yang mengontrol kadar fruktosa 2,6 bisfosfat, diatur melalui fosforilasi. Kadar glukosa yang rendah dalam darah mendorong fosforilasi pirivat kinase hati, sehingga aktivitasnya menurun dengan demikian menurunkan pemakaian glukosa dalam hati.

V.             Alat dan Bahan

5.1  Alat yang digunakan

1.      Tabung reaksi

2.      Tabung durham

3.      Pipa L

4.      Penangas air

5.      Inkubator

5.2  Bahan yang digunakan

1.      Larutan suspense ragi

2.      Larutan makanan

3.      Larutan NaOH

4.      Larutan KI.I₂

5.      Larutan KF

6.      Air es

VI.          Prosedur

Disediakan 5 tabung reaksi, pada tabung A diisi dengan 8 mL larutan makanan + 1 mL H₂O + 1 mL larutan suspense ragi, kemudian dimasukan tabung durham, kemudian disimpan didalam lemari es selama 1 jam, setelah itu dimasukan kedalam inkubator 30°C selama 2 jam.

Pada tabung B diisi dengan 8 mL larutan makanan + 1 mL H₂O + 1 mL suspensi ragi, kemudian dimasukan tabung durham, setelah itu disimpan didalam inkubator 37°C selama 2 jam, diperhatikan gas yang terjadi sebelum dan sesudah penambahan larutan NaOH 2N sebanyak 2 mL.

Pada C diisi dengan 8 mL larutan makanan + 1 mL H₂O + 1 mL suspensi ragi, kemudian dimasukan tabung durham, setelah itu disimpan didalam inkubator 37°C selama 2 jam, adanya alkohol diuji dengan uji iodoform. Tabung C tersebut ditungkan melalui pipa L dengan tabung F yang berisi 8 mL larutan makanan + 1 mL H₂O + 1 mL suspensi ragi dan dimasukan tabung durham.

Pada tabung D 8 mL larutan makanan + 1 mL H₂O + 1 mL suspensi ragi yang telah dididihkan terlebih dahulu dimasukan tabung durham, kemudian disimpan didalam inkubator 37°C selama 2 jam. Diperhatikan apa yang terjadi.

Pada tabung E 8 mL larutan makanan + 1 mL H₂O + 1 mL suspensi ragi + 1 mL larutan KF, dimasukan tabung durham, kemudian disimpan didalam inkubator 37°C selama 2 jam, Diperhatikan apa yang terjadi.

VII.          Data Pengamatan

Tabung	Hasil	Keterangan
A	++ (ada gelembung)	Ada CO2
B	++ (ada gelembung)	Ada CO2 + NaOH tetap ada CO2
C	++ (ada gelembung)	Lar. NaOH + KI berbau betadin
D	+ (ada gelembung)	Ada CO2 sedikit
E	+ (ada gelembung)	Ada CO2 sedikit
F	+++ (ada gelembung)	Ada CO2 banyak

VIII.       Pembahasan

Alkohol (etanol) adalah cairan transparan, tidak berwarna, cairan yang mudah bergerak, mudah menguap, dapat bercampur dengan air, eter, dan kloroform, diperoleh melalui fermentasi karbohidrat dari ragi. Alkohol biasanya diartikan sebagai etil alkohol (CH₃CH₂OH/ C₂H₅OH), mempunyai densitas 0,78506 g/ml pada 25°C, titik didih yaitu 78,4°C, tidak berwarna, dan mempunyai bau serta rasa yang spesifik. Proses membiakkan ragi untuk mendapatkan alkohol disebut sebagai fermentasi. Fermentasi adalah proses produksi energi dalam sel dalam keadaan anaerobik (tanpa oksigen). Secara umum, fermentasi adalah salah satu bentuk respirasi anaerobik, akan tetapi, terdapat definisi yang lebih jelas yang mendefinisikan fermentasi sebagai respirasi dalam lingkungan anaerobik dengan tanpa akseptor elektron eksternal.

Pada praktikum kali ini dilakukan percobaan peragian alkoholik yang bertujuan untuk mengetahui proses fermentasi glukosa menjadi alkohol dan CO₂, dengan prinsip berdasarkan reaksi-reaksi enzimatik dan pemecahan glukosa. Pada pengujian kali ini disediakan 5 tabung dengan masing-masing tabung berbeda larutan.

Pada tabung A yang diisi dengan larutan makanan + suspensi ragi, kemudian dimasukan tabung durham, kemudian dimasukan kedalam lemasi es selama 1 jam dan dimasukan kedalam inkubator dengan suhu 37°C selama 2 jam, kemudian larutan tersebut diamati sesudah dan sebelum dimasukan kedalam inkubator, fungsi dari tabung durham yaitu untuk mempermudah pengamatan ada atau tidak adanya gelembung pada lautan tersebut, setelah diamati pada saat tabung diletakan dilemari es selama 1 jam tidak terdapat gelembung dalam tabung durham, hal ini menandakan tidak adanya aktifitas enzimatik pada suhu rendah, pada saat tabung diletakan didalam inkubator terdapat gelembung dalam tabung durham,hal ini menandakan danya aktifitas enzimatik dlam larutan tersebut ketika suhu tinggi, sehingga dapat terbentuk CO₂.

Pada tabung  B  tabung reaksi yang telah diisi dengan larutan yang sama pada tabung A kemudian langsung dimasukan kedalam inkubator, kemudian ditambahkan NaOH, sebelum ditambahkan NaOH dalam larutan telah terbentuk gelembung yang menandakan adanya CO₂, kemudian pada setelah ditambahkan NaOH dalam larutan terdapat gelembung dan endapan, karena NaOH bereaksi dengan CO₂ yang kemudian menimbulkan endapan.

Pada tabung C yang telah ditambahkan larutan yang sama, kemudian dihubungkan dengan tabung F yang berisi NaOH + KI, kedua tabung tersebut dihubungkan dengan menggunakan pipa L, pada tabung C telah terbertuk gelembung, hal tersebut menandakan adanya CO₂ pada tabung C, pada saat tabung C dihubungkan dengan tabung F yang telah berisi larutan NaOH + KI dari tabung tersebut menghasilkan bau betadin dari terbentuknya CO₂ yang dihubungkan ke larutan NaOH + KI. Dan mengahsilkan perubahan warna dari coklat menjadi bening.

Pada tabung D suspensi ragi dididihkan terlebih dahulu untuk mengetahui kerja enzim pada suhu tinggi, kemudian suspensi ragi dimasukan kedalam tabung reaksi, setelah itu dimasukan tabung durham dan disimpen dalam inkubator selama 2 jam, setelah dikeluarkan dari inkubator terdapat sedikit gelembung dalam tabung,hal tersebut menandakan adanya kerja enzim yang sedikit dalam larutan tersebut sehingga hanya terbentuk sedikit CO_2.

Pada tabung E larutan makanan + H₂O + suspensi ragi + larutan KF menghasilkan sedikit gelembung dalam tabung, karena larutan KF berperan sebagai larutan penghambat kerja enzim dalam proses glikolisi, maka CO₂ yang terbentuk dalam tabung sedikit.

Kadar glukosa dan kadar etanol dari hasil glikolisis sel ragi dapat ditentukan dengan melihat tinggi rendahnya CO₂ yang terbentuk pada tabung. Semakin tinggi CO₂ yang terbentuk, maka kadar CO₂ yang dihasilkan pada proses glikolisis semakin tinggi, yang berarti kadar glukosa dalam sel ragi berkurang karena glukosa dihidrolisis oleh enzim glikolisis menjadi CO₂ dan etanol. Sedangkan kadar etanol juga akan meningkat jika tinggi CO₂ semakin besar karena etanol dan CO₂ merupakan hasil penguraian glukosa pada proses glikolisis. Sebaliknya jika CO₂ semakin rendah, maka kadar etanol juga akan rendah dan kadar glukosa meningkat. Hal ini terjadi karena glukosa tidak banyak terurai menjadi etanol dan CO₂. Maka proses glikolisis tidak berlangsung dengan baik. Hal ini dapat disebabkan oleh adanya penghambat dalam proses glikolisis yang mempengaruhi fungsi enzim dalam memecah glukosa atau juga disebabkan oleh rusaknya sel ragi sehingga proses glikolisis tidak terjadi.

IX.             Kesimpulan

Pada tabung A positif terbentuk gelembung hal tersebut menandakan adanya CO₂ pada larutan. Pada tabung B sebelum ditambahkan dengan NaOH terbentuk gelembung dan setelah ditambahkan NaOH masih tetap terbentuk gelembung maka positif adanya CO₂. Pada tabung C yang disambungkan dengan tabung F dengan masing-masing tabung terbentuk CO₂ sedangkan tabung F lebih banyak membentuk CO_2, dari tabung yang telah dihubungkan maka terbentuk bau betadin. Pada tabung D suspensi ragi dididihkan terlebih dahulu, maka terbentuk CO₂ yang sedikit, karena kerja enzim yang sedikit. Pada tabung E ditambahkan larutan KF yang bertujuan untuk menghambat kerja enzim dalam larutan tersebut, maka CO₂ yang terbentuk hanya sedikit.

 

X.                Daftar Pustakan

Murray, R. K. dkk. 2009.  Biokimia Harper . Jakarta : Penerbit Buku Kedokteran EGC

Poedjiaji Anna, 1996, Dasar-dasar Biokimia, UI-Press: Jakarta.

Sinaga E. 2012. Biokimia Dasar. Jakarta: PT.ISFI Penerbitan.

Winarno F.G. 2008. Kimia Pangan dan Gizi. Bogor : M-BRIO PRESS.